其一，李時珍在《本草綱目》中糾正了曆代本草相沿的許多訛誤，研究和補充了當時人民群眾新發現的藥物三百多種，彙集了當時民間流傳的有效藥方八千多個，繪製了一千多幅藥物圖，係統地整理、總結了當時我國醫藥學發展的新成就。這是《本草綱目》最主要的貢獻。但是《本草綱目》一書的內容涉及麵很廣，李時珍對科學的貢獻是多方麵的，遠遠超出了本草學範圍，所以僅從醫藥角度來評價還是不夠的。
其二，李時珍在《本草綱目》中把收錄的全部藥物清楚地分成了水、火、土、金石、草、穀、菜、果、木、服器、蟲、鱗、介、禽、獸、人等共一十六個部分，糾正了過去本草書中“玉、石、土混同，諸蟲、鱗、介不別”的情形，創造了當時世界上最先進的藥物分類法。
水部專門收載各種來源不同的水。
火部講的是如何利用物質燃燒產生的熱量或燃燒後的餘燼來治病。例如，用艾燃燒產生的熱來灸治疾病，用木炭灰來熱熨關節等等。
土部多數是指鬆散的無機物質。
金石部收載金屬、金屬化合物和比較堅硬的無機物。
蘋、穀、菜、果、木五部都收錄植物性的藥材，它們之間按植物形態“從微至巨”的順序排列。前三部多數為草本植物，後兩部多數是木本植物。
在這五部分中又以草部收載的藥材最多，共612種，占《本草綱目》全書藥品數的1/3。李時珍又將草部藥材細分為許多類，其中山草類、濕草類、水草類、石草類是按植物生長環境來區分的。例如，石斛、骨碎補、石韋、佛甲草都可以生長在石頭的縫隙裏，所以同屬石草類；海藻、海帶、水萍都生長在水裏，所以都收入水草類。《本草綱目》這一分類法很有科學意義。現代植物學仍十分重視植物區、植物帶 的研究，並按生境、生態來進行植物分類，如旱生植物、濕生植物、沼生植物、水生植物等。李時珍講的水草類實際上就是我們今天說的水生植物和沼生植物；濕草類就是我們今天說的生長在濕潤環境中的濕生植物和不能忍受嚴重幹旱和長期水澇的中生植物。還有芳草類、毒草類這兩類是按植物是否含毒性物質和是否含芳香油區分的，芳草類部分藥材就是我們所說的芳香植物。此外，還將具有相同形態特點的一些藥草排列在一起，如：一些藥草莖比較柔弱，攀援、纏繞在其他物體上或匍匐在地上才能生長，因此同列入蔓草類；又如半夏、魔芋、天南星的花軸都特別肥厚，而且外麵都有一個焰火形苞片(佛焰苞)包裹著，所以也排列得比較靠近，這些植物同屬今天所說的天南星科。
李時珍這種“析族區類”的植物分類法，是按照植物所需要的生活環境條件、形態特點和所含化學成分不同而劃分的。這種分類法要比瑞典著名植物學家林耐(1707—1778)所提出的，按植物花雄蕊數目分類的方法要早一百多年。當然，李時珍的植物分類法也還缺乏完整的分類理論，而且在具體劃分時不甚嚴格，但這種分類法畢竟比較實用，所以至今仍常被沿用。林耐的植物分類法由於太死板，實用價值不大，早已很少應用了。
服器部列入了一些可以供藥用的日常用品。如麻紙、絲綿，這兩種東西燒成的灰都是藥物，有很好的止血作用。
“蟲，鱗，介，禽，獸，終之以人”；這大致上是按藥用動物由低級向高級的順序排列的。
蟲部相當今天所說的無脊椎動物；鱗部指蛇類和魚類；介部主要包括魚鱉類、蚌蛤類；禽部收載鳥類；獸部收載哺乳動物。這種動物分類法與今天按動物進化情況的分類法也有許多相似之處，在當時來講也是比較先進的。
李時珍還認為獼猴與人有許多相近之處，“手足如人，亦能豎行”，甚至母猴已經“逐月有天癸(月經)”，所以將獼猴列入了哺乳類動物最高級的一類——寓怪類，確定了猿猴在動物界的地位。
獸部寓怪類之後就是人部。人體的一些附屬物如毛發等也可以入藥。人比猴更進化，已經脫離了動物界，所以排在最後。
其三，《本草綱目》不僅是一部空前的本草學著作，而且在化學、礦物學等方麵也有一定的貢獻。